电力系统电气故障和异常现象分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李琦 著

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• 电力系统
• 电气故障
• 异常分析
• 电力工程
• 故障诊断
• 运行维护
• 电气安全
• 电力技术
• 高压电网
• 电力事故

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512353022

版次：1

商品编码：11659869

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-03-01

用纸：胶版纸

页数：588

字数：1147000

内容简介

　　《电力系统电气故障和异常现象分析》共分六章，分别是小电流接地系统中电气故障和异常现象分析与处理，大接地电流系统中电气故障和异常现象分析与处理，超高压远距离输电线路故障和异常现象分析与处理，发电机电气故障和异常现象分析与处理，异步电动机、电力变压器和并联电容器电气故障和异常现象分析与处理，站内电气故障和异常现象分析与处理。前三章重点分析电网中的电气故障和异常现象，后三章则依次分析各类设备元件的电气故障和异常现象，以及保障变电站可靠运行的问题。

内页插图

目录

前言
物理量、单位及下脚注英汉对照

第一章 小接地电流系统中电气故障和异常现象分析
第一节 系统中性点不同接地方式的特点
第二节 小接地电流系统中的单相接地
第三节 消弧线圈的补偿度与容量的选择
第四节小接地电流系统发生单相接地后接地线与正常线的差异
第五节小接地电流系统中的不对称短路
第六节低压配电网故障定位
第七节小接地电流系统中的异常现象

第二章 大接地电流系统中电气故障和异常现象分析
第一节 电力系统中的简单不对称短路
第二节 不对称短路时有关问题的分析
第三节 断相故障的分析与计算
第四节复杂故障的分析与计算

第三章 超高压远距离输电线路故障和异常现象分析
第一节 超高压远距离输电线路的异常现象分析
第二节 超高压远距离输电线路短路的暂态过程

第四章发电机电气故障和异常现象分析
第一节 概述
第二节 发电机失磁故障
第三节 定子电气故障
第四节转子电气故障
第五节发电机的异常现象

第五章异步电动机与电力变压器及并联电容器的电气故障和异常现象分析
第一节 异步电动机的电气故障和异常现象分析
第二节 变压器的电气故障和异常现象分析
第三节 并联电容器的电气故障和异常现象分析

第六章站内电气故障和异常现象分析及其自动化系统可靠性问题
第一节 互感器的电气故障和异常现象分析
第二节 站内低压回路电气故障和异常现象分析
第三节 电站自动化系统可靠性及其保障措施
附录A 经过渡电阻的短路当过渡电阻变化时短路处电流、电压变化的轨迹
附录B 电动机的三相电流不对称时负序电流的计算
附录C 电磁式电流互感器的误差分析

前言/序言

《电力系统运行分析与技术实践》 本书旨在为电力系统运行、维护及技术研究人员提供一套系统性的理论指导和实践参考。内容涵盖了电力系统运行过程中可能遇到的各类非故障性运行状态分析，以及在正常运行前提下，如何通过优化调度、提升设备效率来保障电力系统安全、稳定、经济运行。 第一部分：电力系统运行状态辨识与分析 本部分重点关注电力系统在非故障情况下的各种运行状态，强调对这些状态的精准识别和深入分析，为后续的优化调整奠定基础。 正常运行状态下的性能评估： 负荷特性分析： 详细阐述不同用户群（工业、居民、商业）的典型负荷曲线特征，包括日、周、年变化规律，以及影响负荷变化的因素（季节、经济活动、天气等）。介绍负荷预测的常用方法，如时间序列分析、回归分析、机器学习模型等，并探讨其在实际应用中的精度要求和不确定性处理。 潮流与电压分布分析： 深入解析稳态潮流计算的基本原理和常用算法（如牛顿-拉夫逊法、PQ分解法等），以及潮流计算在系统规划、运行调度中的重要作用。重点分析系统电压分布的规律，识别电压偏差区域，理解造成电压偏差的原因，如线路损耗、无功功率不足或过剩、负荷集中等。 功率因数与无功功率管理： 阐述功率因数对系统损耗、电压稳定性和设备利用率的影响。详细介绍无功功率的产生与消耗机制，以及电网中无功功率平衡的重要性。重点讲解无功补偿技术，包括固定补偿（电容器、电抗器）、调相机、静止无功发生器（SVG）等设备的原理、选型、安装与运行，以及无功功率优化调度的策略，旨在提高系统功率因数，降低线路损耗，维持电压合格率。 非故障性运行偏差分析： 频率偏差分析与控制： 讲解系统频率的敏感性，频率偏差对发电机组、负荷设备及继电保护的影响。分析造成频率偏差的常见原因，如负荷瞬时波动、发电机组出力变化、机组退出等。详细介绍频率调节机制，包括一次调频（自动发电控制AGC）、二次调频（无功功率补偿）和三次调频（计划性调整）的原理与配合。 潮流越限与过载预警： 探讨线路和变压器潮流越限的潜在风险，以及越限对设备寿命和系统稳定性的影响。介绍潮流越限的判定准则，以及实时监测和预警系统的构建方法。分析导致潮流越限的因素，如负荷高峰、特殊运行方式（检修、故障后恢复等）。 电压越限与稳定性考量： 深入分析电压过高或过低对设备绝缘、电机性能、继电保护的影响。讲解电压稳定性的概念，包括暂态电压稳定性和稳态电压稳定性。介绍电压控制的基本原则和常用方法（如升压变压器分接头调整、无功功率补偿、发电机励磁控制等），以及电压稳定性分析的常用工具和方法。 系统谐波分析与控制： 阐述谐波的来源（变频器、开关电源、非线性负荷等）及其对系统设备的危害，如过热、绝缘老化、继电保护误动作、通信干扰等。介绍谐波的测量方法和评价指标（如总谐波失真THD、分谐波含量等）。重点讲解谐波的治理技术，包括滤波器（无源滤波、有源滤波）的原理、设计与应用。 第二部分：电力系统运行优化与效益提升 本部分聚焦于如何在保证系统安全稳定的前提下，通过技术手段和管理策略，实现电力系统的经济运行和效益最大化。 经济调度与机组组合： 发电成本函数与边际成本： 详细介绍不同类型发电机组的燃料消耗特性和出力成本函数。讲解边际发电成本的概念，以及其在经济调度中的核心作用。 优选出力与机组组合算法： 深入阐述基于边际成本的优选出力调度（Economic Dispatch）原理和算法，如拉格朗日乘子法。讲解机组组合（Unit Commitment）问题，即在考虑机组启停状态、爬坡速率、最小出力限制等约束条件下，如何选择发电机组及分配出力以实现最低运行成本。介绍常用的机组组合算法，如动态规划、启发式算法（遗传算法、模拟退火等）。 考虑输电约束的经济调度： 介绍在考虑线路潮流限制的经济调度（Optimal Power Flow, OPF）框架下，如何进行机组出力优化。讲解OPF的数学模型，包括目标函数（最小化运行成本）、约束条件（功率平衡、潮流限制、机组出力限制等）及常用求解方法。 提高设备利用率与降低损耗： 线路损耗分析与降低策略： 深入分析电力线路上功率损耗的来源（焦耳损耗、介质损耗等）及其与潮流、线路参数的关系。介绍线路损耗的计算方法和监测手段。重点阐述降低线路损耗的策略，包括优化潮流分布、合理布置无功补偿装置、选择合适的导线截面、采用特高压输电技术等。 变压器损耗优化： 讲解变压器空载损耗和负载损耗的构成及其影响因素。介绍如何通过优化变压器运行方式（如调整分接头、合理组合运行变压器）、选用高效率变压器来降低变压器损耗。 发电机组效率提升： 探讨发电机组在不同出力水平下的效率特性。分析影响发电机组效率的因素，如负荷率、燃烧调整、设备状态等。介绍通过精细化运行管理、定期维护和技术改造来提高发电机组的运行效率。 电网可靠性与灵活性提升： 电网可靠性评估方法： 介绍评估电力系统可靠性的常用指标，如停电频率、停电时长、供电可靠率等。讲解基于概率的可靠性评估方法（如蒙特卡洛模拟、事件树、故障树分析等）及其在系统规划和运行中的应用。 系统灵活性需求与提升途径： 阐述在新能源大规模接入背景下，电网对灵活性的需求日益增加。分析电网灵活性的主要来源，包括发电机组的快速调节能力、储能系统、需求侧响应等。探讨提升电网灵活性的技术措施和管理策略。 新能源接入对系统运行的影响与应对： 分析风电、光伏等新能源出力具有随机性和波动性对电网频率、电压稳定性的影响。介绍为适应新能源接入而进行的电网改造和运行策略调整，如增强电网的调峰能力、优化调度等。 第三部分：电力系统运行中的辅助技术与前沿进展 本部分介绍支撑电力系统高效稳定运行的辅助技术，并展望相关领域的前沿发展。 继电保护与自动装置： 基本原理与功能： 简述不同类型继电保护（过流保护、差动保护、距离保护等）和自动装置（自动重合闸、自动切负荷等）的基本原理和作用，强调其在保障系统安全运行中的基础性地位。 面向非故障运行的保护配置： 探讨在非故障运行状态下，如何对继电保护和自动装置进行合理配置，以避免误动作，同时又能保证在突发偏差情况下的快速响应。 数字化与智能化保护： 介绍数字化变电站、智能电网背景下，继电保护技术的发展趋势，如数字量保护、自适应保护、故障诊断与定位等。 电网数据采集与监控： SCADA系统功能与应用： 详细介绍数据采集与监控系统（SCADA）在电力系统运行中的核心作用，包括实时数据采集、状态监视、远程控制、信息发布等。 广域测量系统（WAMS）与相量测量单元（PMU）： 介绍广域测量系统及其关键设备相量测量单元（PMU）的工作原理和优势，以及其在系统状态监测、暂态稳定分析、实时辨识运行偏差等方面的应用潜力。 人工智能与大数据在电力系统运行中的应用： 机器学习在负荷预测、故障诊断中的应用： 介绍如何利用机器学习算法（如神经网络、支持向量机、决策树等）提升负荷预测的精度，以及其在设备故障早期预警、异常工况识别中的应用。 大数据分析与趋势判断： 探讨如何从海量的电网运行数据中挖掘有价值的信息，进行趋势分析，预测潜在风险，辅助运行决策。 智能电网调度与运行优化： 展望人工智能技术在未来电网调度、运行优化、需求侧管理等方面的应用前景。 本书的编写力求贴近实际运行需求，案例分析与理论阐述相结合，旨在帮助读者建立起对电力系统非故障运行状态的全面认识，掌握分析与解决实际运行问题的能力，最终实现电力系统安全、稳定、经济、绿色的运行目标。

评分☆☆☆☆☆

这本《电力系统电气故障和异常现象分析》简直是我最近阅读体验的巅峰之作！作为一名初入电力行业的工程师，我一直对那些突如其来的故障和难以捉摸的异常现象感到头疼。这本书就像一位经验丰富的导师，将那些复杂深奥的理论知识，通过清晰的逻辑和贴切的案例，一一剖析开来。我尤其欣赏作者在讲解每一种故障时，不仅仅停留在现象描述，而是深入到其产生的原因、传播的机理，以及最终可能导致的后果。比如，在分析接地故障时，书中详尽地描述了单相接地、两相接地和三相接地在不同系统类型（如中性点接地系统、中性点不接地系统）下的表现差异，并且对接地电阻对故障电流大小和系统稳定性的影响进行了细致的推导。更让我惊喜的是，书中对于一些不常见的异常现象，例如谐波放大、暂态过电压、以及系统振荡等，也给予了充分的关注。作者并没有回避这些“疑难杂症”，而是用严谨的数学模型和直观的图示，将这些看似抽象的概念变得触手可及。我记得在学习谐波部分时，书中通过对非线性负荷的建模，以及傅里叶级数展开，让我茅塞顿开，终于明白了为何谐波会如同“幽灵”一般侵扰电力系统，并对保护装置的误动作产生影响。书中的图表设计也是一大亮点，无论是各种波形图、故障轨迹图，还是系统结构图，都绘制得十分精美且信息量巨大，能够帮助我快速地理解复杂的电路和系统行为。阅读过程中，我仿佛置身于一个真实的电力调度中心，亲眼见证着各种电气事故的发生与处理，这极大地提升了我的学习兴趣和实践能力。这本书真的让我对电力系统的运行机理有了前所未有的深刻认识，是我案头必备的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

《电力系统电气故障和异常现象分析》这本书，绝对是我近年来阅读过最令人印象深刻的技术类书籍之一。我是一名在电力设备制造行业工作多年的工程师，我们每天都要面对各种复杂的电气问题。这本书在对设备故障的分析方面，给我带来了很多启发。作者在分析断路器故障时，不仅仅从电气方面入手，而是详细探讨了机械部件的磨损、润滑不良、控制回路的故障等，并且给出了相应的检测和维修建议。对于变压器故障，书中深入分析了绕组短路、铁芯过热、分接开关故障等，并且介绍了SFRA（绕组变形测量）等先进的诊断技术。我特别欣赏书中对“局部放电”的讲解，作者详细介绍了局部放电的产生机理、类型、以及对绝缘材料的损害过程，并给出了多种检测方法，例如声学法、电学法等。这对于我们设计和制造更可靠的电力设备至关重要。书中对“电缆故障”的分析也十分到位，从电缆制造缺陷、敷设不当、到环境因素的影响，都进行了详细的阐述，并且介绍了多种定位方法，例如时域反射法、声测法等。这本书不仅提供了理论知识，更重要的是它教会了我如何从设备的“病症”中找出“病因”，并给出“药方”。

评分☆☆☆☆☆

在接触《电力系统电气故障和异常现象分析》之前，我一直认为电力系统的故障处理是一个非常“经验主义”的工作，需要靠老一辈工程师的“感觉”。然而，读完这本书，我彻底改变了我的看法。作者用一种非常科学、系统的方式，将那些看似“玄乎”的故障现象，分解成了一个个可以理解、可以分析的环节。我是一名刚刚毕业的电力工程师，这本书简直是我学习的“福音”。书中对“绝缘破坏”的分析，我印象非常深刻。作者不仅讲解了绝缘破坏的物理机理，例如电晕放电、电树枝生长等，还详细分析了不同绝缘材料的特性，以及它们在不同环境下的耐候性。对于“开关设备故障”，书中详细介绍了断路器、隔离开关等设备的常见故障，并且分析了故障原因，例如触头烧损、弹簧机构失效等。我特别喜欢书中关于“接地故障的分类和判别”的内容，作者用清晰的流程图，指导我们如何根据故障的特征，例如接地电流的大小、接地电阻的情况，来准确判断故障类型。这本书就像一位循循善诱的老师，引导我从“知其然”走向“知其所以然”，让我能够更加自信、从容地面对电力系统中的各种挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书，真的让我对电力系统有了全新的认识。之前，我总觉得电力系统就是一堆复杂的设备，出了问题就很难搞清楚。但读完《电力系统电气故障和异常现象分析》之后，我才发现，原来背后有着这么严谨的科学原理和逻辑。作者用非常通俗易懂的语言，讲解了各种故障的发生机制，比如，为什么会发生短路？短路的时候，电流到底有多大？这本书就像一位耐心细致的老师，一步一步地引导我理解这些问题。我印象最深的是书中对“接地”的讲解，不仅仅是简单的接地，而是从接地电阻、接地方式、接地电流对系统稳定性的影响，都做了非常详细的解释。还有关于“过电压”，书中用很多生动的比喻，让我明白了雷电和操作过程中产生的过电压是怎么回事，以及它们对设备有多大的危害。我是一名电力工程的初学者，这本书为我打下了坚实的基础。它没有给我灌输一些死记硬背的知识点，而是教会我如何去思考，如何去分析问题。我特别喜欢书中在讲解每一个故障后，都会给出一个相关的工程案例，让我能够将学到的知识应用到实际中。例如，在讲解线路过负荷时，书中就列举了一个实际发生的案例，分析了事故原因和处理过程，这让我更加深刻地理解了理论的意义。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始拿到《电力系统电气故障和异常现象分析》这本书，我抱着一种“看看而已”的心态。毕竟，电力系统里的那些专业术语，对于我这个已经离开一线多年，转而从事管理工作的工程师来说，多少有些生疏。但是，翻开第一页，我就被深深地吸引住了。作者的语言风格非常独特，既有学术的严谨性，又带着一股深入浅出的亲切感。他没有直接抛出晦涩难懂的公式，而是从最基本、最直观的物理现象入手，一步一步引导读者进入故障分析的殿堂。我尤其喜欢他对“相量图”的运用，通过精妙的相量图解，将那些复杂的电流、电压关系，在脑海中勾勒出一幅清晰的画面。比如，在讲解短路故障时，书中对不同类型短路（单相、两相、三相）的阻抗计算，以及由此产生的短路电流大小的估算，讲解得非常到位，并且给出了实际工程中的一些简化算法，这对于我这种需要快速判断和评估潜在风险的管理人员来说，非常有价值。此外，书中对一些“非典型”的故障，如断线故障、高阻接地故障等，也进行了深入的探讨，并且分析了它们对系统保护的影响，这往往是很多教材中容易被忽略的部分。我对书中关于“故障录波器”和“暂态录波器”在故障分析中的应用讲解印象深刻，作者通过实际案例，展示了如何从录波数据中提取关键信息，并还原故障过程，这对于提高故障诊断的准确性和效率至关重要。这本书不仅仅是理论的堆砌，更重要的是它教会了我如何“看”故障，“听”异常，从而更好地保障电力系统的安全稳定运行。

评分☆☆☆☆☆

从技术深度上来说，《电力系统电气故障和异常现象分析》这本书绝对是行业的翘楚。作为一名资深的电力系统研究人员，我一直对那些能够将前沿理论与实际工程紧密结合的书籍情有独钟。这本书在这方面做得非常出色。作者在分析各种故障时，不仅仅满足于描述现象，而是引入了大量的先进理论模型，例如，在分析直流系统接地故障时，书中对故障电流的暂态特性和稳态特性进行了详细的数学推导，并考虑了绝缘配合和接地电阻对故障行为的影响。对于交流系统中的过电压问题，书中深入探讨了雷电过电压、操作过电压以及它们在不同电磁暂态过程中的传播机制，并给出了相应的防护措施。我特别欣赏书中对“故障传播”和“故障连锁”现象的分析，作者通过构建复杂的系统动力学模型，揭示了单一故障是如何在极短的时间内引发一系列连锁反应，最终导致大面积停电事故的。书中对“系统振荡”的讨论也相当精彩，作者不仅仅分析了其产生的原因，如负荷扰动、发电机出力变化等，更重要的是，他对不同类型的系统振荡（如功率振荡、电压振荡）的识别和抑制方法进行了详细介绍，并提供了相关的控制策略。这本书对于理解电力系统在极端条件下的脆弱性，以及如何设计更具鲁棒性的系统，提供了宝贵的理论基础和工程启示。书中对一些复杂算例的数值模拟结果展示，也极大地增强了我对理论模型的信心。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我是一个非常注重实用性的人，很多理论书籍虽然写得“高大上”，但一旦脱离了实际操作，就显得有些空中楼阁。《电力系统电气故障和异常现象分析》这本书，恰恰弥补了这一点。它并没有一味地去强调那些艰涩的数学公式，而是将理论知识与实际工程应用场景无缝对接。我是一名在变电站工作的现场运维人员，经常需要处理各种突发状况。这本书就像一本“故障手册”，里面列举了几乎所有我可能遇到的电气故障类型，并且详细说明了每一种故障的判断依据、可能出现的危险信号，以及最关键的——如何安全有效地进行处理。比如，在讲解断路器拒动故障时，书中不仅分析了机械、电气和控制回路的原因，还给出了在不同情况下，如何进行隔离、旁路操作的详细步骤，以及需要注意的安全事项。对于那些难以诊断的“疑难杂症”，例如保护装置误动或拒动，书中给出了系统的排查思路，从电源、信号、控制回路到出口回路，层层递进，帮助我找到问题的根源。我还注意到，书中对一些“非常规”的异常现象，比如电缆中间接头故障、GIS设备局部放电等，也进行了深入的分析，并且提供了相应的检测和诊断方法，这对于提升我们的运维水平非常有帮助。读这本书，我感觉就像在参加一场逼真的故障演练，能够提前预知风险，掌握应对策略，大大增强了我的工作信心和安全意识。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电力系统的资深用户，我一直对电力系统的稳定性以及可能发生的各种“意外”非常关注。《电力系统电气故障和异常现象分析》这本书，让我对这些问题有了更深层次的理解。作者在书中对“系统稳定性”的讲解，非常清晰易懂。他首先从发电机-负荷系统模型入手，然后逐步引入了暂态稳定性、稳态稳定性的概念，并且分析了各种扰动对系统稳定性的影响，例如负荷突增、发电机跳闸等。我尤其赞赏书中对“电压稳定”的深入探讨，作者不仅分析了电压崩溃的原因，如无功功率不足、负荷特性等，还详细介绍了提高电压稳定性的措施，例如安装无功补偿装置、优化调压措施等。书中对“频率稳定”的分析也很有价值，作者阐述了频率偏差的产生机理，以及如何通过自动发电控制（AGC）来维持系统频率的稳定。我记得书中通过一个生动的案例，展示了一个小小的频率波动是如何在短时间内被控制住的，这让我对电力系统的强大控制能力感到惊叹。这本书让我明白，电力系统的运行不仅仅是简单的“供电”，而是一个高度动态、需要持续监测和调控的复杂系统。

评分☆☆☆☆☆

当我收到《电力系统电气故障和异常现象分析》这本书时，我内心是充满期待的。作为一名多年从事电力市场研究的学者，我深知理解电力系统的运行机制对于准确评估市场风险、预测价格波动至关重要。这本书恰恰填补了我在这一领域的知识空白。作者在书中对“故障对电价的影响”分析，让我眼前一亮。他详细阐述了，例如，一个大型发电厂的意外停机，是如何通过减少供给量，从而推高电价的，并且分析了不同类型故障对市场短期和长期价格的影响。书中对“电力系统可靠性评价”的探讨也很有启发性，作者介绍了SAIDI、SAIFI等评价指标，并且分析了这些指标如何受到设备故障率、维修响应时间等因素的影响。这对于我们理解电力企业的运营成本和投资回报率，具有重要意义。我尤其欣赏书中对“需求侧响应”在应对突发故障时的作用的分析，作者指出，在故障发生时，如果能够有效引导用户减少用电，可以大大缓解系统压力，避免更严重的后果。这本书不仅提供了技术层面的知识，更重要的是，它让我看到了技术问题如何与经济、市场紧密相连，为我的研究提供了新的视角和思路。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到《电力系统电气故障和异常现象分析》这本书时，我首先被它丰富的目录所吸引。作为一名在电力研究机构工作多年的学者，我一直对能够涵盖电力系统各个层面的知识体系的书籍抱有极大的兴趣。这本书的结构设计非常合理，从基础的故障类型，到复杂的系统稳定性问题，再到先进的故障诊断技术，都有条不紊地展开。作者在分析直流系统接地故障时，引入了最新的IEC标准和相关研究成果，对故障电流的计算方法和保护配置进行了深入探讨。对于交流系统中的频率偏差和电压稳定性问题，书中不仅给出了定性的分析，还详细介绍了多种定量评估方法，例如静态安全域分析和动态仿真分析。我尤其欣赏书中对“故障预测”和“状态监测”技术的研究，作者详细介绍了各种传感器技术，如基于光学传感器的接地故障检测，以及基于大数据分析的设备故障预警系统。这些内容对于提升电力系统的智能化水平，实现预测性维护，具有重要的理论和实践意义。书中对“电磁兼容性”问题在故障分析中的作用也进行了讨论，分析了电磁干扰是如何影响保护装置的准确性的。此外，书中对“数字孪生”技术在电力系统故障分析中的应用前景也进行了展望，这让我看到了电力系统未来发展的方向。这本书的学术价值和前瞻性，使其成为我案头不可或缺的参考资料。